Durante los últimos 1,2 millones de años, en climas más cálidos, las «Zonas Muertas» se han formado repetidamente en el Pacífico Norte.

Durante los últimos 1,2 millones de años, la vida marina se ha extinguido muchas veces en las «zonas muertas» cálidas y bajas en oxígeno del Pacífico norte bajo climas glaciares cálidos.

El análisis de los núcleos sedimentarios del Mar de Bering ha revelado correlaciones periódicas entre episodios agudos de climas más cálidos y «zonas muertas» de bajo oxígeno en el Pacífico Norte durante los últimos 1,2 millones de años.

El nuevo estudio, dirigido por investigadores de la UC en San Cruz, se publicó en 2021. El 2 de junio Avances en la cienciaLos hallazgos brindan información para comprender las causas de la hipoxia o «hipoxia» en el Pacífico norte y predecir condiciones hipóxicas en el futuro.

Los sedimentos del Mar de Bering son eventos de bajo nivel de oxígeno que batieron récords en el pasado en forma de sedimentos laminados o «laminados». Préstamo: IODP

«Es posible entender si el cambio climático está empujando a los océanos a un ‘punto de inflexión’ en una hipoxia severa que destruirá ecosistemas, fuentes de alimentos y economías», dijo Carla Knudson, autora principal del estudio como estudiante de posgrado. Ciencias de la Tierra en UCSC.

Los investigadores basaron su análisis en el núcleo de sedimentos profundos en el mar de Bering. Durante mucho tiempo, los sedimentos se depositan y se acumulan en el lecho marino. La actividad de los organismos que viven en los sedimentos suele verse alterada է interfiere con su acumulación, pero si la hipoxia ha destruido estos organismos, se mantiene una capa regular de huevos. Por lo tanto, los científicos pueden encontrar un registro de eventos hipóxicos pasados ​​en forma de estos sedimentos laminados o «laminados» en el núcleo extraído del lecho marino.

Los científicos saben desde hace mucho tiempo de un episodio importante de hipoxia en el Pacífico norte al final de la última edad de hielo, cuando el hielo derretido envió una corriente masiva de agua dulce al océano. El nuevo estudio proporciona los primeros registros de casos anteriores de bajo nivel de oxígeno և muestra que el último caso no estuvo representado en términos de mecanismos o tiempo en la mayoría de esos casos.

«Derretir el hielo no requiere mucha confusión para que suceda», dijo la autora Anna Christina Ravello, profesora de ciencias oceánicas en la UC Santa Cruz. “Estos eventos hipóxicos abruptos son en realidad comunes en los registros geológicos; generalmente no están asociados con la descontaminación. «Casi siempre ocurren en épocas cálidas de glaciares como lo hacemos ahora».

La hipoxia ocurre después del crecimiento intensivo de fitoplancton (algas) en aguas superficiales. Cuando el fitoplancton muere, se hunde más profundamente en el océano y se descompone, consumiendo oxígeno y liberando dióxido de carbono en la superficie del agua. Sin embargo, las causas de estos eventos no están claras. El calentamiento del océano, el alto nivel del mar, la presencia de hierro (un factor limitante en el crecimiento del fitoplancton) parecen influir.

«Nuestro estudio muestra que los altos niveles del mar, que ocurren en climas interglaciares cálidos, contribuyeron a estos eventos hipóxicos», dijo Knudson. «El hierro disuelto de la plataforma continental inundada a altos niveles del mar puede transportarse al mar abierto para promover el crecimiento intensivo de fitoplancton en las aguas superficiales».

Aunque los niveles altos del mar son una posible condición de fondo, no son suficientes para desencadenar un evento hipóxico por sí mismos. Knudson dice que los cambios en la circulación oceánica, incluido un aumento intensificado en el agua superficial, para introducir más nutrientes, fuertes corrientes que pueden transportar hierro desde el continente al océano abierto.

Actualmente se están produciendo zonas muertas regionales en las zonas costeras del mundo debido a los efectos del calentamiento global, así como al enriquecimiento de los nutrientes de las aguas costeras a partir de fertilizantes agrícolas. Pero incluso la enorme zona muerta en la desembocadura del río Mississippi se está desvaneciendo en comparación con la hipoxia generalizada que se produjo en el Pacífico norte al final de la última edad de hielo.

Debido a que el nuevo estudio se basa en núcleos de asientos ubicados en un solo lugar, los investigadores no saben cuántas zonas muertas registradas son. Estaban confinados al mar de Bering o se extendían por el norte del Pacífico, como sucedió con el evento más reciente.

La tripulación extranjera del barco de investigación JOIDES Resolution excavó núcleos sedimentarios del fondo del mar de Bering en 2009. Durante la expedición IODP dirigida por la científica oceánica de UCSC Christina Ravello. Préstamo Carlos Alvarez Zar Arikyan, IODP / TAMU

«No sabemos qué tan grandes eran, pero sí sabemos que fueron mucho más intensos y duraron más que la desalinización bien estudiada», dijo Ravello, científico jefe de la 323a Expedición Conjunta de Perforación Oceánica. , que restauró el núcleo del mar de Bering en 2009.

Knudson dice que los núcleos registran muchos eventos en cada región interglaciar del Pleistoceno, con transiciones bruscas cuando los sedimentos laminados aparecen y desaparecen en el núcleo.

Los nuevos descubrimientos plantean preocupaciones sobre si el cambio climático conducirá al calentamiento de los océanos, un punto de inflexión que conducirá a una hipoxia generalizada en el Pacífico.

«El sistema está diseñado para hacer que suceda este tipo de cosas», dijo Ravelo. “Necesitamos saber qué tan lejos han llegado, necesitamos reconsiderar cómo empiezan las cosas, porque ahora sabemos que no requiere mucha confusión. Este estudio proporciona una base para el trabajo futuro «.

Referencia. Karla P. Knudson, Ana Christina Ravelo, Ivano W. Aiello, Christina P. Knudson, Michelle K. Drake y Tatsuhiko Sakamoto, «Causes and timing of recurrent Pacific recurrent sublactic hypoxia», 2021. 2 de junio Avances en la ciencia,
DOI: 10.1126 / sciadv.abg2906:

Además de Knudson և Ravello, Ivano Ayelo en Moss Landing Marine Laboratories, Christina Nudson en St. Thomas University en Minnesota, Michel Drake en UC Santa Cruz y Tatsuhiko Sakamoto en Miami University son coautores del artículo.